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編輯推薦

　　世界上的許多事件，其深層次的基本單元和基本規律並不復雜，實際遇到的大多數的電磁乾擾往往源自那些常見的噪聲源和基本的耦閤途徑，任何的電磁乾擾現象都可以用一些基礎的物理概念來解釋，這就是所謂的“天道崇簡”。然而，就一個“簡”字，卻需要多少人、多少年的探索和提煉。本書試圖做到精而閤宜，讓讀者在翻閱時，既不用花許多時間，又能知其然並知其所以然。

內容簡介

　　本書重點介紹控製工程中電磁兼容的基礎知識和工程實踐。

作者簡介

　　徐義亨，1940年生，1962年畢業於浙江大學化工自動化專業。先後於原化學工業部瀋陽化工研究院、原冶金工業部鞍山焦化耐火材料設計研究院、浙江中控集團等單位從事過程控製係統的工程設計和研究開發工作。現為中國儀錶和自動化發展60年史料《飛鴻踏雪泥》編委會學術編委。
　　近十多年來的工作重點是控製係統的電磁兼容，特彆是在控製係統雷電防護方麵所做的調查與研究，以及國傢、行業等標準的編製和評審。
　　作者曾發錶論文或技術類文章約80餘篇，內容包括精餾過程控製的模型、模糊控製、推斷控製、可編程控製器（PLC）以及控製係統的電磁兼容（EMC）等，曾齣版專著兩本。

目錄

緒論 / 001
1.1控製工程中的電磁兼容 / 001
1.2電磁噪聲和乾擾 / 002
1.3電磁噪聲的分類 / 003
1.4構成電磁乾擾問題的三要素 / 004
1.5電磁乾擾的耦閤途徑 / 007
1.6電纜的屏蔽 / 008
1.7接地係統 / 008
1.8解決抗乾擾問題的基本理論和必要的工具 / 010
1.9區分工藝參數發生異常的兩種可能性 / 010
2乾擾的電容性耦閤和電纜的靜電屏蔽 / 013
2.1電容性耦閤的模型 / 013
2.2工程上估算感應噪聲電壓Un大小的方法 / 015
2.3雷擊中的電容性耦閤 / 016
2.4抑製電容性耦閤的措施 / 018
2.5電纜的靜電屏蔽 / 019
2.6主動屏蔽與被動屏蔽 / 020
2.7靜電屏蔽和拉開電纜間距效果的比較 / 021
2.8不同屏蔽材料的屏蔽效能 / 022
2.9某核電站反應堆停堆事故的分析與解決方案 / 022
2.9.1事故的描述 / 022
2.9.2事故原因的理論分析 / 023
2.9.3現場試驗 / 024
2.9.4解決方案 / 025
3乾擾的電感性耦閤和電纜的電磁屏蔽 / 027
3.1電感性耦閤的模型 / 027
3.2同軸電纜的主動電磁屏蔽 / 029
3.3同軸電纜的被動電磁屏蔽 / 031
3.4雙絞綫的電磁屏蔽原理及其應用 / 032
3.4.1主動電磁屏蔽 / 032
3.4.2被動電磁屏蔽 / 033
3.5同軸電纜和屏蔽雙絞綫的應用 / 034
3.6電容性耦閤與電感性耦閤的區分 / 035
3.7金屬管綫對雷電磁場的屏蔽作用 / 035
3.7.1概述 / 035
3.7.2理論分析 / 037
3.7.3金屬屏蔽管兩端接地的地電位差帶來的影響 / 038
4乾擾的輻射耦閤和電纜的輻射屏蔽 / 040
4.1近場和遠場（感應場和輻射場） / 041
4.2波阻抗 / 042
4.3電磁場耦閤的感應噪聲 / 043
4.4抑製輻射耦閤的主要方法——輻射屏蔽 / 044
4.5電纜屏蔽的綜述 / 047
5控製室的網格屏蔽 / 051
5.1從一個引例看控製室的屏蔽 / 051
5.2計算步驟 / 053
5.3脈衝磁場抗擾度Ha的取值 / 056
5.4計算實例 / 058
5.4.1例1 / 058
5.4.2例2 / 059
5.5關於屏蔽導體截麵積的影響 / 060
5.6屏蔽網格尺寸的工程用查錶 / 0616接地係統的接地體 / 064
6.1接地係統的基本概念 / 064
6.1.1概述 / 064
6.1.2接地體的結構 / 066
6.1.3控製係統設置保護地的原則 / 067
6.1.4接地係統産生的電磁乾擾 / 068
6.2接地電阻 / 069
6.2.1接地電阻的定義 / 069
6.2.2接地電阻的計算值 / 071
6.2.3不同接地體的接地電阻的理論計算式 / 073
6.2.4降阻劑 / 077
6.2.5離子接地體 / 079
6.3獨立接地和共用接地網的比較 / 080
6.3.1接地方式的形態 / 081
6.3.2獨立接地 / 081
6.3.3共用接地網 / 084
6.4工頻接地電阻和衝擊接地電阻 / 087
6.5共用接地網接地電阻的測量 / 090
6.6土壤電阻率的測量 / 0907接地係統的連接 / 092
7.1接地連接的總體要求 / 092
7.2接地連接的耦閤 / 093
7.2.1串聯接地 / 093
7.2.2並聯接地 / 094
7.3機櫃內接地匯流排的設置和分類匯總 / 096
7.4低壓交流供電係統的接地製式 / 097
7.5控製係統接地連接的相關問題 / 100
7.5.1現場儀錶的接地連接 / 100
7.5.2接地的搭接 / 101
7.5.3關於控製係統機櫃的對地浮空 / 103
7.5.4接地乾綫的屏蔽 / 104
7.5.5浮地 / 105
7.6運動係統的接地技術 / 105
7.6.1船舶接地係統 / 105
7.6.2懸浮接地係統 / 107
7.7控製係統對接地電阻值要求的討論 / 107
7.7.1我國涉及電氣裝置接地電阻值要求的相關標準 / 108
7.7.2控製機櫃的接觸電位差和對保護地接地電阻值的要求 / 109
7.7.3控製係統對工作地接地電阻值的要求 / 110
7.7.4控製係統對接地電阻值要求的結論 / 1118隔離與濾波 / 113
8.1交流低壓電源的隔離 / 113
8.1.1控製係統對交流低壓電源的一般要求 / 114
8.1.2交流電源中産生乾擾的主要原因 / 114
8.1.3隔離變壓器 / 115
8.1.4交流低壓係統的零地電壓對控製係統的影響 / 117
8.2信號的隔離 / 119
8.2.1信號的傳輸隔離 / 120
8.2.2信號的轉換隔離 / 120
8.2.3信號的分配隔離 / 121
8.2.4信號的安全隔離 / 121
8.2.5電源隔離 / 122
8.2.6隔離精度 / 122
8.2.7無源隔離器和信號的驅動能力 / 123
8.2.8隔離器的響應時間 / 124
8.2.9開關量的隔離 / 124
8.3I／O信號的數字濾波 / 127
8.3.1模擬信號的數字濾波 / 127
8.3.2開關量信號的采樣濾波 / 130
8.4鐵氧體磁環濾波器 / 132
8.5長綫傳輸乾擾的抑製 / 135
8.5.1數字信號傳輸過程中的波反射 / 136
8.5.2終端開路時的波反射 / 136
8.5.3終端短路時的波反射 / 137
8.5.4終端電阻的匹配 / 138
8.5.5抑製波反射的幾種匹配措施 / 1389控製係統的靜電防護 / 140
9.1靜電放電的特點 / 141
9.2人體的靜電模型（HBM） / 144
9.3靜電防護的軟接地 / 147
9.4防靜電工作區的理念 / 150
9.4.1概述 / 150
9.4.2EPA等級的劃分 / 151
9.4.3EPA要素 / 151
9.4.4EPA靜電泄漏電阻的取值 / 153
9.5控製室靜電防護的基本措施 / 153
9.6防靜電地麵和其接地 / 156
附1物體帶電順序錶和人體、器件帶電電壓值 / 157
附2防靜電工作區的環境條件要求 / 15810控製係統的雷電防護 / 160
10.1雷電概述 / 160
10.1.1雷雲結構和放電原理 / 160
10.1.2直擊雷（雲對地）的選擇性 / 162
10.1.3雷電流威脅控製係統的危險半徑 / 163
10.2外部防雷裝置的基本原理 / 165
10.3雷電對控製係統的侵害途徑 / 167
10.3.1靜電感應（電容性耦閤） / 168
10.3.2電磁感應（電感性耦閤） / 168
10.3.3反擊（電阻性耦閤） / 169
10.3.4電磁場輻射（電磁耦閤） / 170
10.4控製係統雷電防護的基本措施 / 171
10.4.1接地／等電位連接 / 171
10.4.2電纜的屏蔽 / 173
10.4.3閤理布綫 / 175
10.4.4使用浪湧保護器（SPD） / 177
10.5交流低壓電源係統SPD的應用 / 181
10.5.1控製係統用電設備的浪湧抗擾度 / 181
10.5.2TNS製配電係統中的SPD的配置方式 / 182
10.5.3控製室供電箱內SPD的參數選擇 / 183
10.5.4多級SPD之間的能量配閤和動作配閤 / 185
10.6信號、通信綫路的SPD / 187
10.6.1SPD配置的參考原則 / 187
10.6.2I／O信號SPD的參數值 / 188
10.6.3通信端口上的SPD的主要參數 / 188
10.7SPD安裝中的一個問題 / 188
10.8幾個案例分析所帶來的思考 / 191
10.8.1控製係統的雷電防護是否一定要使用SPD / 191
10.8.2因反擊造成的雷擊事故 / 194
10.8.3安全柵能否替代SPD / 195
10.8.4某燃氣公司混配站的雷擊案例分析 / 196
10.8.5某石化公司加氫裂化裝置DCS的雷害隱患 / 198
10.9浪湧保護器（SPD）的隔爆論證和本安論證 / 199
10.9.1概述 / 199
10.9.2關於爆炸危險場所的劃分 / 202
10.9.3適用於SPD的防爆機製 / 203
10.9.4本安型係統的認證 / 20411控製係統的抗擾度與發射 / 209
11.1抑製串模乾擾和共模乾擾的能力 / 209
11.1.1共模乾擾抑製比CMRR和串模乾擾抑製比SMRR / 211
11.1.2關於CMRR指標值和SMRR指標值的計算方法 / 214
11.1.3建議 / 215
11.2儀錶、控製係統的抗擾度 / 216
11.2.1電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度 / 218
11.2.2電快速瞬變脈衝群抗擾度 / 220
11.2.3浪湧（衝擊）抗擾度 / 221
11.2.4靜電抗擾度 / 223
11.2.5工頻磁場抗擾度 / 223
11.2.6脈衝磁場抗擾度 / 224
11.2.7射頻電磁場輻射抗擾度 / 224
11.2.8射頻場感應的傳導騷擾抗擾度 / 226
11.2.9評定抗擾度試驗結果的通用原則（性能判據） / 227
11.3儀錶、控製係統的發射 / 227
11.3.1電磁輻射發射（RE） / 228
11.3.2傳導發射（CE） / 229
11.4電磁兼容設計 / 230參考文獻 / 232
跋——真實的感悟 / 237

前言/序言

　　本書介紹控製工程中電磁兼容的基礎知識，同時更偏重於工程實踐。
　　電子式控製係統的電磁兼容（EMC）係指在可能的電磁環境中，電子係統仍然具有正常的工作能力且不會成為環境中的一個電磁汙染源。一般用“抗擾度（immunity）”來衡量電子式控製係統在電磁環境下的抗乾擾能力；用“發射（emission）”來錶明其對環境的電磁汙染。
　　一個應用於工業過程中的控製係統麵臨著各種各樣的電磁乾擾（EMI），我們不可能也不應該將抗乾擾的功能完全由控製係統本體去承擔，這就必須在控製工程的實施過程中采取諸如屏蔽、接地、等電位連接以及隔離濾波等抗乾擾技術來保證控製係統在工業電磁環境中的正常運行。本書可供從事自動化工程領域內的技術人員參考使用。
　　所謂編書乃至著書，絕非是刻闆地做“加法”，僅將相關的文獻資料和個人曾從事過的工作實踐堆砌在一起。要撰寫一本短小精悍、實用的、能被讀者認可的技術讀物，猶如江南園林的造景，“巧於因藉，精在體宜”，方能將廳堂、走廊、粉牆、洞門等建築與假山、水池、花木等組閤成一個精美玲瓏的園林。筆者不敢妄自尊大，但在編寫本書時試圖要做到精而閤宜，讓讀者在翻閱本書時，既不用花許多時間，又能知其然並知其所以然。
　　筆者係2002年開始從事工業控製工程中的抗（電磁）乾擾技術的調查和研究。之後，撰寫並齣版瞭《工業控製工程中的抗乾擾技術》一書，曾數十次應邀去寶鋼、包鋼、中石化、中石油、廣核電等許多企業以及各類培訓班講授，聽課者多半是具有豐富工程經驗的技術人員。授課期間，他們曾提齣過許多工程中所遇到的有關電磁兼容，特彆是抗乾擾方麵的技術疑難，其中有些是我無法當場就給予肯定迴答的工程問題，這就迫使我再度思考並去現場進行調查研究。多年來，在參與許多抗乾擾項目的同時，我不斷地更改和充實用於講課的PPT膜片。時至今日，覺得有必要對此書重新編寫，對許多內容進行更新，既應客觀的需要，同時對一個已過古稀之年的“工匠”來說，算是封筆吧。
　　筆者在《工業控製工程中的抗乾擾技術》的前言中曾說過，世界上的許多事件，其深層次的基本單元和基本規律並不復雜，實際遇到的大多數的電磁乾擾往往源自那些常見的噪聲源和基本的耦閤途徑，任何的電磁乾擾現象都可以用一些基礎的物理概念來解釋，這就是所謂的“天道崇簡”。然而，就一個“簡”字，卻需要多少人、多少年的探索和提煉。譬如，本書在討論帶屏蔽層電纜的各種屏蔽功能時，於工程實施上的差異也無非就是屏蔽層接不接地，如何接地。前不久，筆者在讀兼有科學傢和文人雙重身份的陳之藩先生的《一星如月?散步》一書中有關黃金分割的文章時，方知著名而古老的黃金分割其數學錶示法從費氏序列： 1，1，2，3，5，8，13，21，34……（第三數是前兩數之和，以此類推）的創始時算起，直至由X2+X-1=0導齣的0 618，由繁到簡，前後竟然經過七八百年，而就這個0 618的黃金分割點，無論在科學技術上，乃至日常生活中總難免涉及。
　　為瞭在概念上與閉環或開環控製係統以抑製工藝參數波動的抗乾擾過程相區分，筆者將原書名《工業控製工程中的抗乾擾技術》更改為《控製工程中的電磁兼容》。“抗乾擾”和“電磁兼容”在詞義上相近，但後者涵蓋的內容更寬一些。和許多有關電磁兼容的書刊相比，本書討論的是電子式控製係統在工程應用中的電磁兼容技術，不涉及電子産品本體設計過程中的電磁兼容。
　　相對於《工業控製工程中的抗乾擾技術》，本書無論在內容上，或是章節的編排乃至文字的闡述上均有較大的改變和充實。盡管筆者竭盡餘力，也難免有考慮欠妥之處，如有意願和筆者進行交流者，可通過筆者的電子郵箱，多謝。

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